城市供水管網內的傳輸介質是帶壓水體，在管道的破損點泄漏時，漏點管段內的水體會加速向泄漏點方向快速流動噴出，與管壁摩擦產生振動，產生漏水噪音。漏水噪音本質上是機械振動所產生的聲波。聲波的傳播方向與振動方向一致，因此該聲波是縱波。由于聲波在真空中是無法傳播的，所以它必須通過傳導介質的疏密變化來傳導，所以漏水聲波也可以叫做疏密波。漏水噪音夾雜著許多隨機信號波形，因此漏水噪音也是復合波型，它是由許多單一波形構成的。
傳播特征和頻譜
研究表明供水管網的漏點噪音有3個傳播途徑: 1) 沿管中水體傳播。供水管網內的水體是均勻介質，漏水噪音在水中的傳播速度是1433m/s，這種聲音可以用水聽傳感器探測; 2) 沿管道周圍土壤傳播。一般情況下，噴出管道的漏水在沖擊土壤介質時，如果介質均勻，產生的沖擊音會以球面波的形式向四周傳播，其聲音強度在管道正上方最強。測漏人員可以采用測漏儀的地面拾音器探測漏水音，并依據其噪音強度和音色特點，在路面上確定漏點位置; 3) 沿管壁傳播。水與管道漏口摩擦產生漏水噪音，此噪音以振動波的方式沿管道向兩端方向傳播，如果在管道兩端布設噪音探測傳感器，并對噪音信號進行相關計算，可以定位漏點的位置。
從管道漏口處產生的漏水音頻譜范圍大概從20-20000Hz，然而經過衰減以及周圍介質吸收，我們通過探漏工具能夠捕捉到的漏水音頻譜范圍一般從50到2500Hz，其中PE與PVC管材是300～700Hz，鋼管為200～1500Hz，鑄管為200～2500Hz。一般來講，鍍鋅鋼管的漏水音頻率高于球磨鑄鐵管，PE管漏水音頻率則低于水泥管。除此之外，噪音頻率還受到3種因素的影響：
判斷漏點的主要參數—最小噪音水平(MNL)
最小噪音水平(minimum noise level，MNL，或最小音壓值) 是在城市供水管網最安靜的時段內，由壓電傳感器所能探測到管道的最小噪音強度。注意這里所說的“噪音強度”不是通常意義上環境噪音dB值，而是高靈敏度的壓電傳感器所能探測到的泄漏振動，其取值范圍在0～999。供水管網系統在白天會產生許多用水噪音，城市交通噪音和施工噪音等在白天也無法避免，因此要在最安靜的一段時候進行探測，通常是凌晨2: 00—2: 30。 如果把復雜的供水管網比作人的身體，雖然影響人體健康的因素很多，但是當“身體發燒”時，其基礎體溫一定升高，這表明身體的某個部分出了問題。最小噪音值測量就相當于對管道進行“體檢”時的基礎體溫，因此最小噪音水平比較高，管道一定有漏水發生。從視頻2可以看出，主機的最小噪音值和環境噪聲值已同時到達999和99，這是由于探測人員處在管道漏點的正上方。如果仔細聽，甚至可以聽出水體沖擊周圍土壤介質的聲音。 |
